前言
Tomcat简介
最初是由Sun的软件构架师詹姆斯·邓肯·戴维森开发
安装Tomcat后,安装路径下面的目录和文件,是使用或者配置Tomcat的重要文件
Nginx 应用
Nginx是一款非常优秀的HTTP服务器软件
(1)支持高达50 000个并发连接数的响应
(2)拥有强大的静态资源处理能力
(3)运行稳定
(4)内存、CPU等系统资源消耗非常低
目前很多大型网站都应用Nginx服务器作为后端网站程序的反向代理及负载均衡器,提升整个站点的负载并发能力
一.Nginx 负载均衡
1.实现原理
通过反向代理实现,还可以将nginx接收到的请求转发给多个后端应用服务器处理
2.反向代理原理
将Nginx接收到的请求转发给其它应用服务器处理
3.Nginx 配置反向代理的主要参数
upstream 服务池名 { }
配置后端服务器池,以提供响应数据
proxy_pass http://服务池名
配置将访问请求转发给后端服务器池的服务器处理
upstream框架中,参数的含义
|--------------|--------------------------------------------------------------------|
| weight | 服务访问的权重,默认是1 |
| max_conns | server的最大并发连接数,仅作用于单worker进程,默认是0,表示没有限制 |
| max _fails | 在fail timeout时间段内,最大的失败次数,当达到最大失败时,会在failtimeout秒内这台server不允许再次被选择 |
| fail timeout | 单位为秒,默认10秒 |
4.动静分离的概念
静态页面请求,由nginx自行处理并响应;动态页面请求,则nginx通过反向代理转发给后端应用服务器处理
5.Nginx 静态处理优势
Nginx 静态处理优势:Nginx 处理静态页面的效率远高于 Tomcat 的处理能力若 Tomcat 的请求量为1000次,则 Nginx 的请求量为6000次Tomcat 每秒的吞吐量为0.6M,Nginx 的每秒吞吐量为3.6MNginx 处理静态资源的能力是 Tomcat 处理的6倍
6.动静分离原理
服务端接收来自客户端的请求中,既有静态资源也有动态资源,静态资源由 Nginx 提供服务,动态资源由 Nginx 转发至后端。
二.Nginx 负载均衡模式
1.轮询(默认)
每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果超过了最大失败次数后(max_fails,默认1),在失效时间内(fail_timeout,默认10秒),该节点失效权重变为0,超过失效时间后,则恢复正常,或者全部节点都为down后,那么将所有节点都恢复为有效继续探测。
2.加权轮询
weight值越大,被分配到的访问请求概率越高,主要用于后端服务器性能不均匀的情况。
3.least_conn 最小连接
优先将客户端请求调度到当前连接最少的服务器。
4.ip_hash
每个请求按访问ip的hash结果分配,将同一客户端的请求总是发往同一个后端服务器,除非该服务器不可用,可以解决session的问题。但是ip_hash如下问题:当后端服务器宕机后,session会丢失;来自同一局域网的客户端会被转发到同一个后端服务器,可能导致负载不均。
5.fair(第三方)
按后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配。需要安装upstream_fair模块才能实现。
6.url_hash(第三方)
基于用户请求的uri做hash。和ip_hash算法类似,是对每个请求按url的hash结果分配,使每个URL定向到同一个后端服务器,但是也会造成分配不均的问题,这种模式后端服务器为缓存时比较好,可以提高后端缓存服务器的效率。
session 共享问题还可以使用sticky_cookie_insert启用会话亲缘关系,基于cookie来判断,使来自同一客户端的请求被传递到一组服务器在同一台服务器。也可用后端服务的 session 共享代替 nginx 的 ip_hash(使用后端服务器自身通过相关机制保持session同步)。
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
sticky_cookie_insert srv_id expires=1h domain=www.xy101.com path=/;
}
#说明:需要引入第三方sticky模块才能实现;expires:设置浏览器中保持cookie的时间;domain:定义cookie的域;path:为cookie定义路径
7.nginx七层反向代理配置
基于http、https、mail等七层应用协议的代理转发(根据用户访问请求的URL路径来转发请求),通常用于 动静分离 等应用场景
1)在http配置块中使用upstream定义后端服务器列表名称和节点参数
http {
upstream 服务器池名称 {
server IP1:PORT1 weight=1;
server IP2:PORT2 weight=1;
......
}
2)在server配置块中使用location匹配用户请求的动态页面的URL路径,使用 proxy_pass 基于协议代理转发
server {
......
location ~ .*\.jsp$ {
proxy_pass http://服务器池名称;
#用于为后端服务器获取真实的客户端地址
proxy_set_header HOST $host;
proxy_set_header X_Real_IP $remote_addr;
proxy_set_header X_Forwarded_For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
......
}
......
}
8.四层反向代理配置
基于 IP 和 端口 实现的代理转发(根据用户请求的IP和端口来转发请求),通常用于做 网关访问入口的负载均衡器 等应用场景
1)编译安装时需要添加 stream 四层代理模块 ./configure --with-stream
2)在 http 配置块同层级,一般在 http 配置块上面添加 stream 配置块,在 stream 配置块里使用upstream定义后端服务器列表名称和节点参数以及使用server配置块定义监听端口和转发配置
stream {
upstream 服务器池名称 {
server IP1:PORT1 weight=1;
server IP2:PORT2 weight=1;
......
}
server {
listen IP:PORT;
proxy_pass 服务器池名称;
}
}
http {....}
三.配置服务器
1.部署Nginx 负载均衡器
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#安装所需开发包和编译环境、编译器
yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make
#创建程序用户,便于准确控制访问
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
#解压nginx文件
cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/
cd nginx-1.12.0/
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-file-aio \ #启用文件修改支持
--with-http_stub_status_module \ #启用状态统计
--with-http_gzip_static_module \ #启用 gzip静态压缩
--with-http_flv_module \ #启用 flv模块,提供对 flv 视频的伪流支持
--with-http_ssl_module #启用 SSL模块,提供SSL加密功能
--with-stream #启用 stream模块,提供4层调度
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \ # 指定安装目录为 /usr/local/nginx
--user=nginx \ # 指定运行 nginx 的用户为 nginx
--group=nginx \ # 指定运行 nginx 的用户组为 nginx
--with-file-aio \ # 启用文件异步IO支持
--with-http_stub_status_module \ # 启用 HTTP Stub 状态模块,用于获取 nginx 的运行状态
--with-http_gzip_static_module \ # 启用 HTTP gzip 静态压缩模块,用于对静态文件进行 gzip 压缩
--with-http_flv_module \ # 启用 HTTP FLV 模块,提供对 FLV 视频的伪流支持
--with-http_ssl_module \ # 启用 HTTP SSL 模块,提供 SSL 加密功能
--with-stream # 启用 Stream 模块,提供 4 层调度功
#编译及安装
make && make install
#软链接便于系统识别nginx操作命令
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
添加system管理nginx服务
#添加nginx系统服务以便系统管理启动、停止、重启
vim /lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecrReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecrStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
#赋权及开启服务、开启开机自启
chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service
2.部署tomcat服务器配置
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#解压安装JDK(默认自带)
tar zxvf jdk-8u91-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/
#设置JDK环境变量
vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_91
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:${JRE_HOME}/bin:$PATH
#刷新配置文件,使配置生效
source /etc/profile
#解压tomcat
tar zxvf apache-tomcat-8.5.16.tar.gz
#将文件移动至/usr/local/下并重命名
mv /opt/apache-tomcat-8.5.16/ /usr/local/tomcat
#tomcat启动关闭脚本位置
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
#重新加载服务,并开启,查看是否成功启动
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
lsof -i:8080
netstat -ntap | grep 8080
3.配置Nginx动静分离
(1)Tomcat1 server 配置
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test
vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test1 page</title> #指定为 test1 页面
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 1,http://www.test1.com");%>
</body>
</html>
(2)Tomcat1 server 配置
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test
vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test2 page</title> #指定为 test2 页面
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 2,http://www.test2.com");%>
</body>
</html>
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true" />
</Host>
#重启两台服务
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
4.Nginx server 配置
#准备静态页面和静态图片
echo '<html><body><h1>这是默认目录静态页面</h1></body></html>' > /usr/local/nginx/html/index.html
mkdir /usr/local/nginx/html/kiki
#编辑nginx配置文件
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
......
http {
......
#gzip on;
#后端负载服务器的地址
upstream tomcat_server {
server 192.168.1.20:8080 weight=1;
server 192.168.1.30:8080 weight=1;
}
server {
listen 80;
server_name www.tong.com;
charset utf-8;
#access_log logs/host.access.log main;
#配置Nginx处理动态页面请求,将 .jsp文件请求转发到Tomcat 服务器处理
location ~ .*.jsp$ {
proxy_pass http://tomcat_server;
proxy_set_header HOST $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
#配置Nginx处理静态图片请求
location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css)$ {
root /usr/local/nginx/html/kiki;
expires 10d;
}
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
......
Nginx负载均衡如何实现会话保持?
(1)ip_hash 或 一致性hash算法 基于客户端IP做hash缓存将请求发送给同一个后端节点服务器来实现会话保持,但是此方法容易导致负载失衡问题
(2)sticky_cookie_insert 基于cookie来判断实现会话保持
upstream backend {
server ...... ;
sticky_cookie_insert srv_id expires=浏览器中保持cookie的时间 domain=cookie的域名 path=cookie的路径;
}
(3)后端应用服务器自身通过相关机制设置,使用缓存数据库为后端节点服务器做session同步复制实现会话保持